(57)【要約】【課題】  電極加熱動作の継続時間を比較的に短く抑えながらも、定常動作への移行時の放電灯への出力電流を正負対称とすることができる放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。【解決手段】  放電灯Ｌａの始動時、放電灯Ｌａにおいて放電を開始させる始動動作の後、放電灯Ｌａに点灯維持のための矩形波交流電力を出力する定常動作を開始する前に、放電灯Ｌａに出力される交流電力の周波数を定常動作での周波数よりも高くすることにより放電灯Ｌａの電極を加熱する電極加熱動作を行う制御部３と、放電灯Ｌａにおける半波放電を検出する半波放電検出部２とを備える。制御部３は、電極加熱動作中に、半波放電検出部２により半波放電が検出されると、放電灯Ｌａへの出力電流の各極性のピーク値のうち低い側のピーク値である小ピーク値を大きくすることで半波放電を解消する半波放電改善処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を入力されて交流電力を出力する電力変換部と、
電力変換部の出力端間に放電灯とともに接続されて放電灯の始動のための高電圧を発生させる始動部と、
電力変換部を制御する制御部とを備え、
制御部は、放電灯の始動時、始動部が発生させる高電圧により放電灯を始動させる始動動作の後、放電灯の点灯維持のための交流電力を電力変換部から放電灯に出力させる定常動作を開始する前に、放電灯の各電極を加熱するために電力変換部の出力の周波数を定常動作中よりも高くする電極加熱動作を行うものであって、
放電灯における半波放電を検出する半波放電検出部を備え、
制御部は、電極加熱動作中に、半波放電検出部により半波放電が検出されると、半波放電を解消するために、電力変換部の出力電流の各極性のピーク値のうち低い側のピーク値である小ピーク値を大きくするような半波放電改善処理を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
電力変換部は、入力された直流電力を降圧する降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路が出力した直流電力を交番するフルブリッジ回路とからなることを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
電力変換部はフルブリッジ回路からなり、制御部は、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比によって電力変換部の出力電力を制御することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
電力変換部はハーフブリッジ回路からなり、制御部は、ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比によって電力変換部の出力電力を制御することを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
半波放電改善処理は、電力変換部の出力電流に直流成分を重畳するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項６】
半波放電改善処理は、電力変換部の出力電流の振幅を増加させるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項７】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作を通じて一定に維持することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項８】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部により半波放電が検出された時点における電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差の２分の１とすることを特徴とする請求項７記載の放電灯点灯装置。
【請求項９】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部によって半波放電が検出されてからの電極加熱動作の継続時間に応じた変動幅とすることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項１０】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部によって半波放電が検出されてからの電極加熱動作の継続時間が長いほど大きくすることを特徴とする請求項９記載の放電灯点灯装置。
【請求項１１】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差に応じて随時変更することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の放電灯点灯装置。
【請求項１２】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差が大きいほど大きくすることを特徴とする請求項１１記載の放電灯点灯装置。
【請求項１３】
制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、所定の上限値よりも大きくはしないことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１４】
制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を停止させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１５】
制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、始動動作に戻ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１６】
制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を所定時間にわたって停止させた後、始動動作に戻ることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１７】
制御部は、電極加熱動作から始動動作に戻った回数を計数し、該回数が所定の上限回数に達したとき、電力変換部からの交流電力の出力を停止させることを特徴とする請求項１５又は請求項１６に記載の放電灯点灯装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、HID(High-intensity discharge lamp)とも呼ばれる高圧放電灯のような熱陰極型の放電灯を点灯させる放電灯点灯装置として、直流電力を入力されて交流電力を出力する電力変換部と、電力変換部を制御する制御部とを備える放電灯点灯装置が提供されている。
【０００３】
さらに、この種の放電灯点灯装置として、制御部が、放電灯の始動時、電力変換部の出力電圧を比較的に高くして放電灯を始動させる始動動作の後、放電灯の点灯維持のための交流電力を電力変換部から放電灯に出力させる定常動作を開始する前に、放電灯の各電極の加熱のために、電力変換部の出力電力の周波数を比較的に高くする電極加熱動作を行うものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上記の放電灯点灯装置によれば、電極加熱動作が行われない場合に比べて定常動作への移行後の放電が安定し、立ち消えが抑制される。
【特許文献１】特表２００５−５０７５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、図２４（ａ）に示すように、始動動作が行われる始動期間Ｐ１の後の、電極加熱動作が行われる電極加熱期間Ｐ２が短いと、定常動作が行われる定常期間Ｐ３の開始前に、放電灯の電極が十分に加熱されず、放電灯への出力電流（以下、「ランプ電流」と呼ぶ。）が極性間で不均一となる。このように放電灯の電極が十分に加熱されないまま定常動作に移行すると、定常動作への移行後に放電が不安定となり立ち消えが発生する可能性がある。従って、図２４（ｂ）に示すように電極加熱期間Ｐ２を十分に長くする必要があるが、必要な電極加熱期間Ｐ２の長さ（電極加熱動作の継続時間）は、放電灯毎に異なる。
【０００６】
しかし、接続が想定される放電灯のうち最も長時間の電極加熱動作を必要とする放電灯に合わせて電極加熱動作の継続時間を決定すると、その継続時間は他の放電灯に対しては過剰となる。電極加熱動作は、定常動作よりも大きい電力を電力変換部から出力させるものであるため、放電灯の寿命に対する悪影響を抑えるためには、電極加熱動作の継続時間を、なるべく短くする必要がある。
【０００７】
本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電極加熱動作の継続時間を比較的に短く抑えながらも、定常動作への移行時の放電灯への出力電流を正負対称とすることができる放電灯点灯装置及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、直流電力を入力されて交流電力を出力する電力変換部と、電力変換部の出力端間に放電灯とともに接続されて放電灯の始動のための高電圧を発生させる始動部と、電力変換部を制御する制御部とを備え、制御部は、放電灯の始動時、始動部が発生させる高電圧により放電灯を始動させる始動動作の後、放電灯の点灯維持のための交流電力を電力変換部から放電灯に出力させる定常動作を開始する前に、放電灯の各電極を加熱するために電力変換部の出力の周波数を定常動作中よりも高くする電極加熱動作を行うものであって、放電灯における半波放電を検出する半波放電検出部を備え、制御部は、電極加熱動作中に、半波放電検出部により半波放電が検出されると、半波放電を解消するために、電力変換部の出力電流の各極性のピーク値のうち低い側のピーク値である小ピーク値を大きくするような半波放電改善処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、半波放電改善処理が行われない場合に比べ、電極加熱動作の継続時間を比較的に短く抑えながらも、定常動作への移行時の放電灯への出力電流を正負対称とすることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電力変換部は、入力された直流電力を降圧する降圧チョッパ回路と、降圧チョッパ回路が出力した直流電力を交番するフルブリッジ回路とからなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、電力変換部はフルブリッジ回路からなり、制御部は、フルブリッジ回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比によって電力変換部の出力電力を制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、電力変換部はハーフブリッジ回路からなり、制御部は、ハーフブリッジ回路を構成するスイッチング素子のオンオフのデューティ比によって電力変換部の出力電力を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、半波放電改善処理は、電力変換部の出力電流に直流成分を重畳するものであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において、半波放電改善処理は、電力変換部の出力電流の振幅を増加させるものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作を通じて一定に維持することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部により半波放電が検出された時点における電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差の２分の１とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項５又は請求項６記載の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部によって半波放電が検出されてからの電極加熱動作の継続時間に応じた変動幅とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部によって半波放電が検出されてからの電極加熱動作の継続時間が長いほど大きくすることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項５又は請求項６記載の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差に応じて随時変更することを特徴とする。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、電力変換部の出力電流の極性間でのピーク値の差が大きいほど大きくすることを特徴とする。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項７〜１２のいずれかの発明において、制御部は、半波放電改善処理による小ピーク値の変動幅を、所定の上限値よりも大きくはしないことを特徴とする。
【００２２】
請求項１４の発明は、請求項１〜１３のいずれかの発明において、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を停止させることを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、放電灯において半波放電が発生している状態で給電が継続されることにより放電灯に過大な電気的ストレスがかかることを避けることができる。
【００２４】
請求項１５の発明は、請求項１〜１３のいずれかの発明において、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、始動動作に戻ることを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、請求項１４の発明に比べ、始動性が改善される。
【００２６】
請求項１６の発明は、請求項１〜１３のいずれかの発明において、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を所定時間にわたって停止させた後、始動動作に戻ることを特徴とする。
【００２７】
この発明によれば、始動動作に戻る前に電力変換部から放電灯への交流電力の出力を停止させない場合に比べ、次の電極加熱動作で放電灯において半波放電が発生しにくくなる。
【００２８】
請求項１７の発明は、請求項１５又は請求項１６の発明において、制御部は、電極加熱動作から始動動作に戻った回数を計数し、該回数が所定の上限回数に達したとき、電力変換部からの交流電力の出力を停止させることを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、始動動作と電極加熱動作とが際限無く繰り返されて放電灯や回路部品に無駄に電気的ストレスがかかるようなことが避けられる。
【００３０】
請求項１８の発明は、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置を保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１の発明によれば、制御部は、電極加熱動作中に、半波放電検出部により半波放電が検出されると、半波放電を解消するために、電力変換部の出力電流の各極性のピーク値のうち低い側のピーク値である小ピーク値を大きくするような半波放電改善処理を行うので、半波放電改善処理が行われない場合に比べ、電極加熱動作の継続時間を比較的に短く抑えながらも、定常動作への移行時の放電灯への出力電流を正負対称とすることができる。
【００３２】
請求項１４の発明によれば、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を停止させるので、放電灯において半波放電が発生している状態で給電が継続されることにより放電灯に過大な電気的ストレスがかかることを避けることができる。
【００３３】
請求項１５の発明によれば、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、始動動作に戻るので、請求項１４の発明に比べ、始動性が改善される。
【００３４】
請求項１６の発明によれば、制御部は、電極加熱動作の終了時、半波放電検出部によって半波放電が検出されていれば、電力変換部から放電灯への交流電力の出力を所定時間にわたって停止させた後、始動動作に戻るので、始動動作に戻る前に電力変換部から放電灯への交流電力の出力を停止させない場合に比べ、次の電極加熱動作で放電灯において半波放電が発生しにくくなる。
【００３５】
請求項１７の発明によれば、制御部は、電極加熱動作から始動動作に戻った回数を計数し、該回数が所定の上限回数に達したとき、電力変換部からの交流電力の出力を停止させるので、始動動作と電極加熱動作とが際限無く繰り返されて放電灯や回路部品に無駄に電気的ストレスがかかるようなことが避けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
本実施形態の放電灯点灯装置１は、図１に示すように、HID(High-intensity discharge lamp)とも呼ばれる高圧放電灯のような熱陰極型の放電灯Ｌａを点灯させるものであって、直流電源Ｅから入力された直流電力を交流電力に変換する電力変換部として、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成されたフルブリッジ回路を備える。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４として、本実施形態では電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いている。また、上記のフルブリッジ回路の一方の出力端、すなわち、それぞれ２個ずつのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で構成され直流電源Ｅの出力端間に互いに並列に接続された２個の直列回路のうち一方の直列回路を構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点は、第１インダクタＬ１を介して放電灯Ｌａの一端（つまり一方の電極）に接続されている。さらに、上記のフルブリッジ回路の他方の出力端、すなわち、他方の直列回路を構成するスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の接続点は、第２インダクタＬ２を介して放電灯Ｌａの他端（つまり他方の電極）に接続されている。また、第１インダクタＬ１はタップを有するいわゆるオートトランスとなっており、このタップは第１コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との直列回路を介してグランドに接続されている。さらに、第１インダクタＬ１と放電灯Ｌａとの直列回路に並列に、第２コンデンサＣ２が接続されている。すなわち、各インダクタＬ１，Ｌ２と、各コンデンサＣ１，Ｃ２とは、放電灯Ｌａとともに共振回路（以下、「負荷回路」と呼ぶ。）を構成する。
【００３８】
さらに、本実施形態は、放電灯Ｌａに出力される電流（以下、「ランプ電流」と呼ぶ。）Ｉｌａを検出するとともに検出されたランプ電流Ｉｌａに基いて放電灯Ｌａにおける半波放電を検出する半波放電検出部２と、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ駆動する制御部３とを備える。
【００３９】
半波放電検出部２は、ランプ電流Ｉｌａの各極性についてそれぞれピーク値（絶対値）を検出し、極性間でのピーク値の差（以下、「非対称電流値」と呼ぶ。）ΔＩを演算するとともにその絶対値を所定の判定閾値Ｉｒ（図８参照）と比較し、非対称電流値ΔＩの絶対値が判定閾値Ｉｒ以上である状態が所定の判定時間以上継続している期間には半波放電を検出し、それ以外の期間には半波放電を検出せず、半波放電の検出の有無に応じた出力を制御部３に入力する。上記のような半波放電検出部２は周知技術で実現可能であるので、詳細な図示並びに説明は省略する。
【００４０】
制御部３は、互いに対角に位置するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４同士が同時にオンされ且つ互いに直列に接続されたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４同士が交互にオンオフされるようにスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をオンオフ駆動する。これにより、直流電源Ｅから入力された直流電力が交流電力に変換されるのであり、この交流電力の周波数は、上記のオンオフ駆動による極性反転の周波数（以下、「動作周波数」と呼ぶ。）となる。
【００４１】
以下、制御部３の動作を、図２〜図４を用いてより具体的に説明する。ここで、図２は、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に入力される駆動信号、具体的にはゲートソース間にかけられる電圧を示しており、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はそれぞれ上記の駆動信号がＨレベルである期間にオンされ、上記の駆動信号がＬレベルである期間にオフされる。
【００４２】
電源が投入される（Ｓ１）と、制御部３は、まず放電灯Ｌａにおいて放電を開始させるための始動動作を開始する（Ｓ２）。始動動作を行う始動期間Ｐ１中には、制御部３は、動作周波数を数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の範囲内で周期的に変化させる。この始動期間Ｐ１中に、動作周波数が、第１インダクタＬ１のオートトランスとしての一次巻線部分すなわちスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続点とタップとの間の部位と、第１コンデンサＣ１とが構成する共振回路の共振周波数（またはその整数分の１）となり、このとき発生した共振電圧がオートトランスとしての第１インダクタＬ１によって昇圧されることで、放電灯Ｌａに出力される電圧（以下、「ランプ電圧」と呼ぶ。）Ｖｌａが、始動すなわち放電の開始に必要な電圧（例えば３〜４ｋＶ）に達し、放電灯Ｌａが始動する。すなわち、第１インダクタＬ１と第１コンデンサＣ１とが請求項における始動部を構成している。図３の例では、上記の周期的な動作周波数の変化の３周期目で放電灯Ｌａが始動してランプ電流Ｉｌａが流れ始め、放電灯Ｌａの始動に伴うインピーダンスの変化によりランプ電圧Ｖｌａの振幅が低下している。
【００４３】
制御部３は、上記の始動動作を所定時間継続した後、始動動作を終了し、始動動作中よりも動作周波数を小さく（例えば数十ｋＨｚに）する電極加熱動作を行う電極加熱期間Ｐ２に移行する。電極加熱動作中の動作周波数は、後述する定常動作中の動作周波数に比べ、フルブリッジ回路の出力端間に接続された負荷回路の共振周波数に近い、比較的に高い周波数であり、これにより、放電灯Ｌａの各電極の加熱がなされる。電極加熱期間Ｐ２に移行すると、制御部３は、電極加熱動作を継続すべき所定の電極加熱時間の計時を開始し（Ｓ３）、その後、半波放電検出部２の出力を参照する（Ｓ４）。半波放電が検出されていなければ、電極加熱動作を所定時間にわたって行い（Ｓ５）、その後、電極加熱時間の計時が完了したか否かを判定し（Ｓ６）、電極加熱時間の計時が完了していなければステップＳ４に戻る。つまり、少なくとも半波放電が検出されるまでは、上記の所定時間毎に定期的に半波放電検出部２の出力が参照される。
【００４４】
一方、ステップＳ４において半波放電が検出されていれば、半波放電を早期に解消するための半波放電改善処理を含む電極加熱動作を行い（Ｓ７）、その後、電極加熱時間の計時が完了したか否かを判定し（Ｓ８）、電極加熱時間の計時が完了していなければステップＳ７に戻る。
【００４５】
そして、ステップＳ６やステップＳ８において電極加熱時間の計時が完了していれば、定常動作（Ｓ９）に移行する。
【００４６】
定常動作を行う定常期間Ｐ３中には、制御部３は、動作周波数を電極加熱動作中よりもさらに低く（例えば数百Ｈｚに）することで、放電灯Ｌａの点灯維持のための矩形波交流電力を放電灯Ｌａに供給する。また、定常動作中には、制御部３は、一方の直列回路の各スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４については対角に位置するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオンされている期間中にも常にはオンせず所定のデューティ比でオンオフすることで放電灯Ｌａへの供給電力を調整するというＰＷＭ制御を行う。
【００４７】
ステップＳ７の半波放電改善処理について、具体的に説明する。制御部３は、半波放電検出部２が半波放電を検出している期間には、いずれの極性のランプ電流Ｉｌａのピークがどれだけ高かったかという情報（すなわち非対称電流値ΔＩ）を半波放電検出部２から受け取るとともに、互いに対角に位置するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の組のうち、ランプ電流Ｉｌａのピークが低かった極性に対応する一方の組で所定の調整量だけオン時間を長くするとともに同じ調整量だけ他方の組でオン時間を短くする。また、半波放電検出部２が半波放電を検出していない期間には、上記の調整量を０とし、すなわち全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４でそれぞれオンデューティを０．５とする。つまり、上記の半波放電改善処理では、半波放電検出部２による半波放電の検出の有無に関わらず全体としての動作周波数は変化しない。上記のような半波放電改善処理で調整量が０以外の値とされれば、オン時間を長くされたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４に対応する向きであって調整量に応じた大きさの直流電流がランプ電流Ｉｌａに重畳されることになり、この直流成分の大きさは、調整量の絶対値が大きいほど大きくなる。例えば、ランプ電流Ｉｌａとランプ電圧Ｖｌａとのそれぞれにおいて図１における右向きを正の向きとすると、図５に示すように、調整量が０であるとき、すなわちオン時間が全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４で共通である場合には、ランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａとのいずれにも直流成分は発生しないが、図６に示すように正の極性に対応するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のオン時間をより長く（オンデューティ０．６）したときにはランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａとにそれぞれ調整量に応じた大きさの正の直流成分が発生し、逆に、図７に示すように負の極性に対応するスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のオン時間をより長く（オンデューティ０．６）したときにはランプ電圧Ｖｌａとランプ電流Ｉｌａとにそれぞれ調整量に応じた大きさの負の直流成分が発生する。また、ステップＳ４と同様の半波放電の検出と、上記の調整量の変更とは、ステップＳ８において電極加熱時間の計時が完了して電極加熱動作が終了されるまで、随時行われる。すなわち、半波放電が検出された後に半波放電が検出されなくなった場合には調整量は０に戻され、その後に再度半波放電が検出された場合には調整量は非対称電流値ΔＩに応じた０以外の値とされる。以下、ランプ電流Ｉｌａの正の向きでのピーク値（絶対値）をＩａとおき、負の向きでのピーク値（絶対値）をＩｂとおき、非対称電流値ΔＩをΔＩ＝Ｉａ−Ｉｂと定義する。つまり、ランプ電流Ｉｌａに正の直流成分が発生しているとき非対称電流値ΔＩは正の値となり、ランプ電流Ｉｌａに負の直流成分が発生しているとき非対称電流値ΔＩは負の値となる。また、調整量に関しては、正の直流成分を発生させる向きを正の値と定義し、負の直流成分を発生させる向きを負の値と定義する。すると、上記の半波放電改善処理では、図８に示すように、非対称電流値ΔＩと調整量とは互いに逆符号となる。半波放電が検出されている期間中の調整量の絶対値は、例えば、ランプ電流Ｉｌａに発生させる直流成分の大きさが、最初に半波放電が検出されたときの���対称電流値ΔＩの絶対値の２分の１となるような値とされ、本実施形態の電極加熱動作中には一定とされる。なお、調整量が過剰に大きくされることを避けるために、上記の調整量の絶対値は、ランプ電流Ｉｌａに発生させる直流成分の大きさが、最初に半波放電が検出されたときの非対称電流値ΔＩの絶対値の２分の１よりもやや小さくなるような値としてもよい。
【００４８】
上記構成によれば、半波放電改善処理により、放電灯Ｌａにおいて、ランプ電流Ｉｌａがより少ない側の極性に対応する、より温度の低い一方の電極が加熱されやすくなるから、電極加熱動作の継続時間を比較的に短く抑えながらも、定常動作への移行時の放電灯への出力電流を正負対称として、定常動作への移行後のちらつきや立ち消えを抑制することができる。
【００４９】
なお、回路構成は上記に限られず、図９に示すように、図１のようなフルブリッジ回路に代えて、一方の直列回路を構成する各スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をそれぞれコンデンサＣ３，Ｃ４に置換したようなハーフブリッジ回路を採用してもよい。この場合、図１０に示すように、互いに直列に接続された２個のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフ駆動は、始動期間Ｐ１と電極加熱期間Ｐ２とでは図１の例と共通であるが、定常期間Ｐ３では、極性を反転させない期間中にオンされるべきスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフのデューティ比によって放電灯Ｌａへの出力電力を調整するＰＷＭ制御が行われる。
【００５０】
または、図１１に示すように、直流電源Ｅの出力電圧を降圧してフルブリッジ回路に出力する降圧チョッパ回路４を設けてもよい。この場合、請求項における電力変換回路は、４個のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４が構成するフルブリッジ回路と上記の降圧チョッパ回路４とで構成される。図１１の例では、降圧チョッパ回路４は、一端が直流電源Ｅの高電圧側の出力端に接続され他端がインダクタＬ０を介してフルブリッジ回路の入力端に接続されたスイッチング素子Ｑ０と、カソードがスイッチング素子Ｑ０とインダクタＬ０との接続点に接続されアノードがグランドに接続されたダイオードＤ０と、フルブリッジ回路の入力端間すなわち降圧チョッパ回路４の出力端間に接続されたコンデンサＣ０とを備える。また、図１１の例では、負荷回路から第２インダクタＬ２と第２コンデンサＣ２とがそれぞれ省略されている。さらに、図１２に示すように、制御部３は、降圧チョッパ回路４のスイッチング素子Ｑ０のオンオフのデューティ比によって放電灯Ｌａへの供給電力を制御するので、定常期間Ｐ３中であってもフルブリッジ回路のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のオンオフによるＰＷＭ制御は行われない。
【００５１】
また、始動動作中に放電灯Ｌａの始動用の高電圧パルスを発生させる始動部としてのパルス発生回路（図示せず）を設けてもよい。上記のようなパルス発生回路は周知技術で実現可能であるので、図示並びに詳細な説明は省略する。
【００５２】
さらに、電極加熱動作の継続時間を一定とする代わりに、少なくとも半波放電検出部２において半波放電が検出されなくなるまでは電極加熱動作が継続されるようにしてもよい。すなわち、電極加熱動作の計時完了を判定するステップＳ８の前に、半波放電検出部２の出力を参照するステップを設け、このステップにおいて半波放電が検出されていなければステップＳ８に進む一方、半波放電が検出されていればステップＳ８には進まずに電極加熱動作を継続する。
【００５３】
また、図１３に示すように、電極加熱動作の終了後、定常動作の開始前に、制御部３が、半波放電検出部２の出力を参照し（Ｓ１０）、半波放電が検出されていなければそのままステップＳ９の定常動作に移行する一方、半波放電が検出されていれば例えば各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をそれぞれオフすることで放電灯Ｌａへの給電を停止させる（Ｓ１１）ようにしてもよい。この構成を採用すれば、半波放電が発生した状態で定常動作が行われることで放電灯Ｌａに過大な電気的ストレスがかかることを避けることができる。
【００５４】
さらに、図１４に示すように、ステップＳ１０において半波放電が検出されていた場合に制御部３が放電灯Ｌａへの給電を停止させる代わりにステップＳ２の始動動作に戻るようにしてもよい。この構成を採用すれば、図１３の例に比べて始動性を改善することができる。さらに、図１４の例では、ステップＳ２に戻った回数（以下、「再始動回数」と呼ぶ。）をステップＳ１２において計数するとともにステップＳ１３において所定の上限回数と比較しており、再始動回数が上限回数に達していればステップＳ２には戻らずステップＳ１１に進んで放電灯Ｌａへの給電を停止させている。すなわち上限回数以上は始動動作には戻らないのであり、これにより、上記のループが際限なく繰り返されて回路部品に不要な電気的ストレスがかかるようなことを防ぐことができる。
【００５５】
また、図１５に示すように、ステップＳ１０において半波放電が検出されていた場合に制御部３がステップＳ２に戻る前に所定時間にわたって例えば各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４をそれぞれオフすることで放電灯Ｌａへの給電を停止させてもよい（Ｓ１４）。この構成を採用すれば、再度の始動動作が開始される前に放電灯Ｌａ内のガスが安定することにより、次の電極加熱動作では比較的に短時間で半波放電が解消される。
【００５６】
さらに、半波放電検出部２が半波放電を検出する方法としては、上記のような極性間でのピーク値の差に基く方法に限られず、例えば、ランプ電流Ｉｌａの各極性のピーク値のうちより小さいピーク値（以下、「小ピーク値」と呼ぶ。）を所定の判定電流と比較し、小ピーク値が判定電流未満である状態が所定の判定時間以上継続している期間には半波放電を検出し、それ以外の期間には半波放電を検出しないようにしてもよい。この場合における判定電流は、例えば、想定された環境において電極加熱時間で放電灯Ｌａの電極の温度を十分に高くするために最低限必要なランプ電流Ｉｌａの値（以下、「下限電流値」と呼ぶ。）とする。
【００５７】
また、半波放電改善処理としては、上記のようにランプ電流Ｉｌａに直流成分を発生させる代わりに、ランプ電流Ｉｌａの振幅を大きくするものであってもよい。例えば、半波放電検出部２によって半波放電が検出されている期間中にのみランプ電流Ｉｌａの振幅を増加させる。半波放電改善処理におけるランプ電流Ｉｌａの振幅の増加量（以下、単に「振幅増加量」と呼ぶ。）は、例えば、最初に半波放電が検出されたときの非対称電流値ΔＩの絶対値の２分の１とする。ランプ電流Ｉｌａの振幅を大きくする方法としては、動作周波数を変更するという方法の他、図１１の例においては降圧チョッパ回路４の出力電圧を変更するという方法も考えられる。降圧チョッパ回路４の出力電圧とランプ電流の振幅との関係は、図１６のようになる。
【００５８】
さらに、半波放電改善処理において、調整量の絶対値や振幅増加量を、電極加熱動作を通じて一定とする代わりに、図１７や図１８に示すように、非対称電流値ΔＩの絶対値が大きいほど大きい値としてもよい。例えば、調整量に応じてランプ電流Ｉｌａに重畳される直流成分の大きさや、振幅増加量を、非対称電流値ΔＩの絶対値２分の１とする。
【００５９】
または、調整量の絶対値や振幅増加量を、小ピーク値を下限電流値とするようなフィードバック制御によって決定してもよい。さらに、単位時間当たりの調整量や振幅増加量の変更幅を一定とする場合、小ピーク値と下限電流値との差が所定の閾値未満となるまでは、ステップＳ８に進まず、つまり仮に電極加熱時間の計時が完了しても電極加熱動作を終了しないようにしてもよい。
【００６０】
または、半波放電改善処理における調整量の絶対値や振幅増加量を、電極加熱動作の開始後に最初に半波放電検出部２によって半波放電が検出されてからの電極加熱動作の継続時間に伴って徐々に増大させてもよい。この増大は、図１９に示すように上記の継続時間に対して段階的なステップ状であってもよいし、図２０に示すように上記の継続時間に対して連続的な直線状であってもよい。図１９や図２０では縦軸を振幅増加量としているが、調整量の絶対値も同様である。
【００６１】
また、上記のように調整量の絶対値や振幅増加量を随時変更する場合においては、制御部３が、調整量の絶対値や振幅増加量を、所定の上限値よりも大きくはしないことが望ましい。上記の上限値は、回路部品や放電灯Ｌａの定格電流値に応じて適宜決定すればよい。
【００６２】
上記の各種の放電灯点灯装置は、例えば図２１〜図２３に示すような照明器具５に用いることができる。図２１〜図２３の照明器具５は、それぞれ、放電灯点灯装置１を収納した器具本体５１と、放電灯Ｌａを保持した灯体５２とを備える。また、図２１の照明器具５と図２２の照明器具５とは、それぞれ、放電灯点灯装置１と放電灯Ｌａとを電気的に接続する給電線５３を備える。上記のような各種の照明器具５は周知技術で実現可能であるので、詳細な説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態を示す回路ブロック図である。
【図２】同上において制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号の一例を示す説明図である。
【図３】同上の動作の一例を示す説明図である。
【図４】同上の動作の一例を示す流れ図である。
【図５】調整量が０である場合において、ランプ電圧と、制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号と、ランプ電流との波形を示す説明図である。
【図６】調整量が正である場合において、ランプ電圧と、制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号と、ランプ電流との波形を示す説明図である。
【図７】調整量が負である場合において、ランプ電圧と、制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号と、ランプ電流との波形を示す説明図である。
【図８】同上の半波放電改善処理を示す説明図である。
【図９】同上の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１０】図９の変更例において制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号の一例を示す説明図である。
【図１１】同上の別の変更例を示す回路ブロック図である。
【図１２】図１１の変更例において制御部から各スイッチング素子に入力される駆動信号の一例を示す説明図である。
【図１３】同上の動作の変更例を示す流れ図である。
【図１４】同上の動作の別の変更例を示す流れ図である。
【図１５】同上の動作の更に別の変更例を示す流れ図である。
【図１６】降圧チョッパ回路の出力電圧とランプ電流の振幅との関係を示す説明図である。
【図１７】同上の半波放電改善処理の変更例を示す説明図である。
【図１８】同上の半波放電改善処理の別の変更例を示す説明図である。
【図１９】同上の半波放電改善処理の更に別の変更例における、電極加熱動作の開始後の経過時間と振幅増加量との関係を示す説明図である。
【図２０】同上の半波放電改善処理の別の変更例における、電極加熱動作の開始後の経過時間と振幅増加量との関係を示す説明図である。
【図２１】同上を用いた照明器具の一例を示す斜視図である。
【図２２】同上を用いた照明器具の別の例を示す斜視図である。
【図２３】同上を用いた照明器具の更に別の例を示す斜視図である。
【図２４】（ａ）（ｂ）はそれぞれランプ電流の波形の例を示す説明図であり、（ａ）は電極加熱動作の継続時間が不足している場合を示し、（ｂ）は電極加熱動作の継続時間が十分に長い場合を示す。
【符号の説明】
【００６４】
１  放電灯点灯装置
２  半波放電検出部
３  制御部
４  降圧チョッパ回路
５  照明器具
５１  器具本体
Ｌａ  放電灯
【図１】
2010108658.tif 000003
【図２】
2010108658.tif 000004
【図３】
2010108658.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010108658.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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